ZF：新型の乗用車用2速電動ドライブを発表 ZF Global Technology Day 2019 EVには2速ギヤボックスを! ZFが考える変速機構＋高性能モーター＋PCU統合型電動ユニットがEVの可能性を広げる

2019/07/17
Motor Fan illustrated編集部鈴木慎一

ZFがドイツでワールドプレミアした2速ギヤ付き電動ドライブユニット

VWトゥーランに新開発の2速電動ドライブユニットを載せたプロトタイプ。発表資料では最高出力140kWとあったが、プロトタイプには150kWのモーターが載っているようだった。

ブルーの部分が2速化にあたって追加されたパーツ。2つのブレーキ、1つのワンウェイクラッチを使う。モーターはASM（非同期モーター）だ。

2速の変速機構を組み込むことでバッテリーサイズが同じなら航続距離を5%延ばせるという。2速になることで加速性能も大幅に向上する。

上のグラフは、縦軸がトルク、横軸が速度（EVの紹介で使われる場合は、横軸が「回転数」の場合もある）を表している。1速ギヤを使って発進すれば、より高いトルク（高い減速比。今回のZFの場合は1速のギヤ比は10.6）で力強い発進〜加速ができる。一方、70km/hで２速（ギヤ比6.4）へ変速し、より高速での走行が可能になる。

ブルーの部分が2速化にあたって追加されたパーツ。パッケージそのもののサイズは大きくなっていない。

2速の変速機構がつくことで、0-50km/h加速（1速）に要する時間は10%、80-120km/h加速（2速）最大10%、120-150km/h加速では最大20%も加速時間を短縮できる。

1速から2速になることでE-Driveのコストは上がるが、効率がよくなることでバッテリー容量を減らせるので、トータルではコストを下げることができる。

効率マップを見ると、2速ギヤのメリットがわかりやすい。2速の変速ができることでモーターの最高効率・高効率の領域を、CIty（低速）、Cross-Country（中速）、Motorway（高速）にかかわらず使えるようになる。

車両のCAN通信と2速電動ドライブユニットを接続することで、デジタルマップやGPSなどと連携した独自のシフトストラテジーを設定できる。たとえば、上り坂や下り坂、次の充電スポットまでの距離などを考慮して効率のよい変速もできる。システムのソフトウェアのアップデートはクラウドを通じて行なう考えだ。

VWトゥーランに2速電動ドライブユニットを載せたプロトタイプでは、WLTPモードで航続距離が4.7%延長できた。内訳はモーターの効率化で3%、2速化で1.7%である。

2速電動ドライブユニットは種類のモーター（XL/L/S）、3種類のパワーエレクトロニクス（XL/L/S）に2速トランスミッションを組み合わせることでモジュラー化し、さまざまなアプリケーションに対応する。2速トランスミッションは、250kW（340ps）までの高出力モーターと組み合わせることができる。

説明してくれたのは、ZFのStephan Demmerer氏だ。

2年前ウィーンで撮影した写真。Vision Zero Vehicleは、Zero Accident Vehicleでもあり、当時最先端の安全支援装備、自動運転機能を搭載していた。

Vision Zero Vehicle（ベースはVWトゥーラン）がリヤに搭載していたmSTARS

展示してあったのは、1速のモジュラー・リヤアクスルシステム mSTARS用の電動アクスルモーターだ。このモーターの最高出力は150kW。1速スパーギヤ・ドライブデファレンシャルとパワーエレクトロニクスが統合されている。

19年の画像。2速電動ドライブユニットを積んで開発するための車両。

今年展示してあったのも1速のモジュラー・リヤアクスルシステムだった。おそらく2年前と同じもの。2速電動ドライブユニットの実機は見られなかった。

床下はこうなっていた。ボンネットフードを開けての撮影は許可されなかった。

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